[发明专利]基于CO2

说明书

本发明涉及一种基于COsubgt;2/subgt;相变平衡调控的浓缩液制造方法以及实现上述方法的装置。该方法包括：将液态物料进行预冷处理，同时控制浓缩处理器内腔的温度与所述液态物料的预冷温度一致；将预冷后的所述液态物料送入所述浓缩处理器中；向所述浓缩处理器的内腔中送入COsubgt;2/subgt;，并且通过气泡发生器来调控气泡的直径，所述气泡的直径为10supgt;2/supgt;～10supgt;7/supgt;nm；待所述浓缩处理器内腔的压力为50～150bar后，搅拌所述液态物料，同时维持所述浓缩处理器内腔的压力；待所述液态物料被搅拌一段时间后，降低所述浓缩处理器内腔的温度至0.5～10℃，并且调控所述浓缩处理器内腔的压力至20～90bar；所述液态物料发生相变结晶反应，所述液态物料经历相变阶段和晶体成长阶段后形成水合物晶体、浓缩液。

技术领域

本发明涉及生物制药、食品、化学合成等领域的浓缩液态物料技术领域，特别是涉及一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造装置以及一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造方法。

背景技术

浓缩液作为一种半成品或产品广泛流通于生物制药、食品加工领域，高效、高品质、低成本的浓缩手段一直是浓缩行业的迫切需求。

水合物法浓缩是在一定压力与温度下，客体气体水分子与溶液中主体水分子形成类似冰晶的笼形结构物质，固液分离后，获得浓缩液的浓缩方法；其与目前公认相对最佳的冷冻浓缩的效果相似，也存在类似的晶体夹带溶质损失的问题，但较之无需零下低温，耗能低。因此，有效调控水合物晶体的形成速度、形状、尺寸，获得稳定、多且纯的水合物晶体，从而获得高浓缩率、低夹带率的浓缩液，是促进水合物法浓缩液态食品技术推广的重要保证。

水合物的形成包括晶体成核和晶体生长两个阶段，在成核前期，气体分子进入溶液内部，随着气液传质的进行，气体气泡逐渐变小，气体分子进入由主体水分子逐渐形成笼状孔穴结构，发生成核现象，主客体分子之间通过范德华力相互关联，不断聚集，慢慢形成稳定的笼，最终结晶完成。

浓缩液是生物制药、食品等行业一种常见的半成品或产品，常见的浓缩方式包括膜浓缩、蒸发浓缩、冷冻浓缩，其中冷冻浓缩的浓缩品质最佳，但由于能耗高，其应用受到相对程度上的限制。当前，气体水合物浓缩技术，一种可与冷冻浓缩相媲美的浓缩技术，可最大程度保留物料品质。但同时也与冷冻浓缩类似，溶液溶质在晶体形成过程中(形成笼形结构物质)，易被夹带甚至包埋，水合物夹带率将是限制其推广与应用的主要因素之一。

因此，目前浓缩技术都存在一些不足之处，主要表现为：

(1)现有浓缩技术中，浓缩效率高的蒸发浓缩，对物料中热敏性的功能性、营养性成分破坏严重。

(2)相对较高品质的冷冻浓缩，其冷冻低温的条件需求使得浓缩能耗高、时间长，此外仍需给予杀菌处理，才能长期储存其成品浓缩汁。

(3)单一水合物浓缩，对物料的杀菌效果有限，出现微生物亚致死现象，需辅助以额外的杀菌处理才能长期贮藏。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造装置以及一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造方法，该浓缩液制造方法依赖于上述的浓缩液制造装置实现，不仅可获得高品质浓缩液，而且安全，保证了储存品质。

一种基于CO₂相变平衡调控的浓缩液制造方法，所述方法包括：

将液态物料进行预冷处理，同时控制浓缩处理器内腔的温度与所述液态物料的预冷温度一致；

将预冷后的所述液态物料送入所述浓缩处理器中；

向所述浓缩处理器的内腔中送入CO₂，并且通过气泡发生器来调控气泡的直径，所述气泡的直径为10^2～10⁷nm；